KR100660200B1 - 두께방향의 재질편차가 적은 후판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

멀티 쿨링으로 가속냉각 하는 후판의 제조방법이 제공된다.

이 제조방법은 압연기, 가속냉각기를 포함한 압연설비에서 후판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 압연기에서 열간압연한 날판을 1차 가속냉각하는 제1단계,

상기 가속냉각한 날판을 상기 가속냉각기의 전단으로 역방향 이송하고, 이송된 날판을 제2차 가속냉각하는 제2단계를 적어도 1회이상 반복하는 것이다.

본 발명에 따르면 두꺼운 후판의 제조시 두께방향 냉각속도 차이가 최소화되어 두께방향으로 물성차이를 줄일 수 있다.

후판, 가속냉각, 2단 냉각, 멀티 패스, 멀티 쿨링, TMCP

Description

두께방향의 재질편차가 적은 후판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING HOT PLATE UNIFORMIZED IN STRENGTH IN THE PLATE THICKNESS DIRECTION}

도 1은 가속냉각기술이 적용되는 후판압연설비의 개략도이다.

도 2는 가속냉각공정에서 판의 두께방향의 온도구배 그래프로서,

도 2(a)는 1회 가속냉각을 채택하는 종래예이고,

도 2(b)는 2회 가속냉각을 채택하는 발명예이다.

도 3은 본 발명의 제조방법을 나타내는 개략도이다.

한국 공고특허공보 1990-0006606

본 발명은 가속냉각 하는 후판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두꺼운 후판의 수냉시 멀티 쿨링으로 두께방향의 물성을 균일하게 가져갈 수 있는 후판의 제조방법에 관한 것이다.

후판의 수요는 구조물의 대형화 추세에 따라 점차 고강도, 후육화 되고 있다. 이 러한 추세에 따라 가속냉각기술(on-line accelerated colling process)을 적용하여 후판을 제조하고 있다. 도 1에는 가속냉각기술을 적용한 후판의 생산설비의 일례가 나타나 있다.

가속냉각기술을 이용하여 두께가 두꺼운 후판을 제조하게 되면 열전달이 판의 표면을 통하여 일어나기 때문에 후판의 표면이 냉각속도가 빠르고 내부는 냉각속도가 늦게 된다. 결국, 판두께 방향으로 냉각속도가 차이가 나게 되고 이로 인하여 두께방향의 재질편차가 크게 발생하는 문제가 있다. 두께방향으로 재질이 불균일한 후판은 실구조물에서 구조의 안정성 등 여러가지 문제를 발생하게 된다.

가속냉각시 강판의 표면과 중심부위의 냉각속도 차이에 의하여 발생하는 두께방향으로의 재질편차를 감소하는 방법으로는,

강판자체의 표면부위의 소입성을 감소시키고 중심부위 소입성을 증가시켜서 표면과 중심부위의 냉각속도차이에 의하여 발생하는 재질편차를 보상하는 방법과,

표면과 중심부의 냉각속도의 차이를 줄이는 방법이 있다.

상기한 (1)의 방법과 관련한 기술이 한국 공고특허공보 1990-0006606호에 제안되어 있다. 이 기술은 Nb첨가 후판의 제조기술에서 압연공정중의 매압연 패스마다 판 표면을 500~800℃로 10초~100초 동안 냉각하여 두께방향으로의 오스테나이트 입도분포를 표면부위는 미세하게 하고 중심부위는 조대하게 조절하여 열간압연후 가속냉 각시 두께방향으로의 재질편차가 없는 후강판을 제조하고 있다. 즉, 오스테나이트의 입도가 작을수록 소입성이 줄어든다는 개념하에 표면과 중심부의 오스테나이트의 입도차를 주어 재질편차를 줄이는 기술이다.

그러나, 상기한 기술에서는 매압연패스마다 판 표면을 냉각하게 되므로 생산성이 급격히 저하된다. 도 1의 제조설비에서 4패스 압연하는 경우에 각 패스의 압연전에 판을 가속냉각기로 이송하여 냉각하고 다시 압연기로 역방향 이송하여 압연이 행해지기 때문에 이송거리도 길고 이송횟수도 많아서 생산성이 떨어질 수 밖에 없다.

따라서, 어느 정도 생산성을 확보하면서 두께방향으로의 재질편차를 줄일 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 후판의 가속냉각공정에서 판의 두께방향으로 냉각속도 차이를 최소화시켜 두께방향의 물성편차를 줄이는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

압연기, 가속냉각기를 포함한 압연설비에서 후판을 제조하는 방법에 있어서,

상기 압연기에서 열간압연한 날판을 1차 가속냉각하는 제1단계,

상기 가속냉각한 날판을 상기 가속냉각기의 전단으로 역방향 이송하고, 이송된 날 판을 2차 가속냉각하는 제2단계를 적어도 1회 이상 반복하는 것을 포함하여 구성된다.

본 발명에서는 상기 제2단계는 1회 행하는 것이 가장 바람직하다. 즉, 가속냉각을 1차와 2차만 행하는 것이다. 이 경우에 상기 1차 가속냉각에서 냉각개시온도는 950~750℃이고, 냉각종료온도는 700~500℃이고, 상기 2차 가속냉각에서 냉각개시온도는 700~500℃이고, 냉각종료온도는 450~100℃로 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 후판의 두께방향으로 재질 균일성을 확보하기 위한 연구과정에서, 멀티쿨링이라는 새로운 방법을 도출하여 완성된 것이다. 즉, 두꺼운 후판의 가속냉각을 여러 번 나누어서 적용시 두께방향의 냉각속도가 균일해져 두께방향의 물성 편차가 없는 후판을 제조할 수 있다는 것을 규명하여 완성된 것이다.

도 2에는 가속냉각패턴에 따른 두께방향 온도구배를 나타나 있다. 도 2(a)는 1회의 가속냉각패턴이고, 도 2(b)는 멀티쿨링 패턴이다.

도 2(a)를 보면, 중심부 온도구배와 표면부의 온도구배는 가속냉각이 진행될수록 편차가 커지며, 이에 따라 재질이 불균일해진다. 후판의 두께방향 물성은 가속냉각 작업시의 냉각방법에 따라 좌우되는 것을 알 수 있다.

가속냉각과정에서 표면부만 과냉각이 발생되고 두께방향 중심부는 냉각이 충분히 되지 않아 두께방향으로의 물성에 차이가 발생하게 되는 것이다.

도 2(b)는 본 발명에 따라 2회의 가속냉각패턴을 적용한 것이다. 도 2(a)와 비교해 보면, 1차가속냉각에서 중심부 온도구배와 표면부의 온도구배차가 크게 줄어 들며, 1차가속냉각에서 역방향으로 이동하는 과정에서 발열에 의해 표면부의 온도가 올라가게 된다. 이후 2차가속냉각에 의해 최종냉각을 하게 되는데, 이 경우에 표면부와 중심부의 온도구배의 차이는 더욱 줄어든 것을 알 수 있다.

본 발명의 제조방법에 대해 도 3을 통해 설명한다.

본 발명은 도 1의 후판 제조설비에 적용되며, 도 1에서 간이교정기는 생략될 수도 있다.

먼저, 압연기에서 열간압연하여 날판을 얻고, 이 날판을 1차 가속냉각한다. 날판은 슬라브를 열간압연하여 판의 에지부와 선후단을 절단하기전 상태의 판을 의미한다.

상기 가속냉각한 날판을 상기 가속냉각기의 전단으로 역방향 이송한다. 역방향으로 이송지점은 가속냉각기의 전단지역이면 되며, 정확한 위치를 제한하는 것은 아니다.

이송된 날판을 2차 가속냉각한다.

본 발명에서는 이러한 멀티쿨링 즉, 가속냉각을 적어도 2회이상 행하는 것으로, 가속냉각횟수가 증가 될수록 두께방향의 재질편차는 줄어든다. 하지만, 생산성은 떨어질 수가 있다. 생산성과 재질특성을 고려할 때 가속냉각을 2회 행하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 가속냉각을 2회 행하는 경우에 가속냉각조건은 다음과 같이 하는 것이 바람직하다. 1차 가속냉각에서 냉각개시온도는 950~750℃이고, 냉각종료온도는 700~500℃이고, 상기 2차 가속냉각에서 냉각개시온도는 700~500℃이고, 냉각종료온도는 450~100℃로 하는 것이 바람직하다.

1차 가속냉각 개시온도가 950℃초과하기는 압연공정의 특성상 어렵다.1차 가속냉각 개시온도가 750℃미만의 경우에는, 1회 냉각 및 2회 냉각시의 가속냉각 통판속도가 너무 빨라져 후물재의 교정효과가 미흡해진다. 1차 가속냉각 종료온도가 700℃초과의 경우에는 후물재의 가속냉각 통판속도가 너무 빨라져서 열간교정 효과가 떨어질 수 있다. 1차 가속냉각 종료온도가 500℃미만의 경우에는 표면부 과냉 유발소지가 증대된다.

또한, 2차 가속냉각 개시온도가 700℃초과의 경우에는, 1차 냉각이 700℃ 이상에서 끝나야 하므로 통판속도가 빨라 열간교정 효과가 미흡해 질 수 있다. 2차 가속냉각 개시온도가 500℃미만의 경우에는 2차 냉각시의 가속냉각 통판속도가 빨라져 교정효과가 미흡해질 수 있습니다.

2차 가속냉각 종료온도가 450℃초과의 경우에는, 1회 냉각으로 커버가 거의 가능하여 의미가 없으며, 또는 2차 가속냉각시 가속냉각 통판속도가 너무 빨라져 교정효과가 미흡해 질 수 있다. 2차 가속냉각 종료온도는 금속조직상 변태가 100℃ 보다 높기 때문에 100℃ 이하는 별로 의미가 없다.

본 발명에서는 종래의 가속냉각패턴에서 가속냉각을 반복하여 행하는 것으로, 이때 특별히 조정되는 것은 냉각개시온도와 냉각종료온도이다. 그외 냉각수량조건 등을 포함한 기타 조업조건은 통상의 조건으로 하면 되는 것이다. 예를 들어 냉각수량의 경우에서도 전체 냉각수의 주수량을 동일 수준으로 하면 되는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

C:0.09중량%(이하, 간단히 %로 표기), Si:0.25%, Mn:1.35%, Nb:0.02%, Ti:0.01%로 조성되는 슬라브(선급TMCP재)를 열간압연하고, 표 1의 조건으로 가속냉각하였다.

구분	1차 가속냉각		2차 가속냉각
	개시온도	종료온도	개시온도	종료온도
종래예 (1회 가속냉각)	850℃	450℃	-	-
발명예 (2회 가속냉각)	850℃	620℃	590℃	450℃

구분	종래예				발명예
선급TMCP (83mmt)	항복강도		인장강도		항복강도		인장강도
	1/4 지점	중심부	1/4 지점	중심부	1/4 지점	중심부	1/4 지점	중심부
물성값(Mpa)	439	393	552	512	434	412	547	526
차이	46 Mpa		40 Mpa		22 Mpa		21 Mpa

표 1, 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 경우에는 두꺼운 후판의 두께방향 물성 차이가 상당히 줄어든 것을 알 수 있다.

본 발명에서 상기 실시형태 및 첨부된 도면은 하나의 예시로서, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적범위에 포함된다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 멀티쿨링을 2회 적용하고 있는데, 이는 3회 이상도 적용할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 두꺼운 후판의 제조시 두께방향 냉각속도 차이를 최소화 하여 두께방향으로 물성차이를 줄일 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 압연기, 가속냉각기를 포함한 압연설비에서 후판을 제조하는 방법에 있어서,

   상기 압연기에서 열간압연한 날판을 가속냉각 개시온도는 950~750℃이고, 냉각종료온도는 700~500℃의 조건으로 1차 가속냉각하는 제1단계,

   상기 가속냉각한 날판을 상기 가속냉각기의 전단으로 역방향 이송하고, 이송된 날판을 가속냉각 개시온도는 700~500℃이고, 냉각종료온도는 450~100℃의 조건으로 제2차 가속냉각하는 제2단계를 적어도 1회이상 반복하는 것을 특징으로 하는 재질편차가 적은 후판의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제2단계는 1회 행함을 특징으로 하는 재질편차가 적은 후판의 제조방법.
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